Материал: Самосадный Автоматизированное проектирование устройств систем сбора-обработки Ч2 2015

Внимание!

Ряд оценочных и демонстрационных версий САПР не поддерживает возможность проведения вложенных расчетов.

В том случае, если у пользователя имеется только неполная версия, где такие возможности не предусмотрены, практические работы по этой части задания выполнять не нужно, достаточно познакомиться с представленными в пособии материалами и материалами технической документации.

Задача 1

Для схемы ZD1 требуется обеспечить введение температурно-зависимых резисторов и получить характеристики схемы ZD1 в ходе основного вида анализа DC Sweep, как показано на рис. 2.9 вместе с вариацией температуры, как вложенного вида расчетов.

Задача 2

Для схемы ZD1 требуется дополнительно получить следующие зависимости:

•токов стабилизации через резистор R1 в зависимости от вариации входных напряжений;

•напряжения во входной и выходной цепях схемы ZD1 при изменении RLoad: 1K, 10K, 100K;

•токов стабилизации через резистор R1 в зависимости от вариации входных напряже-

ний и при изменении RLoad как указано выше.

Также требуется оценить максимальную мощность рассеиваемую резисторами R1 и

RLoad.

Пример графиков требуемых зависимостей приводится на рис.2.12.

Рис. 2.12. Графики характеристик схемы ZD1 при проведении DC-анализа

На основании данных, полученных из характеристик схемы ZD1 при проведении DCанализа (см. рис. 2.12) можно, например, оценить мощность, рассеиваемую компонентами схемы и осуществить проверку выбора стабилитрона и выбор типа резистора по требуемой номинальной мощности.

Практическая работа со схемой ZD2

Как видно из полученных характеристик схема ZD1 не лишена недостатков, одними из которых является сильная зависимость тока стабилитрона от тока нагрузки и необходимость выбирать стабилитрон с большой мощностью рассеяния. Усовершенствуем схему ZD1, до-

31

бавив эмиттерный повторитель. Рассмотрим работу этой новой схемы ZD2, как представлено на рис. 2.13.

IN

VS

0

Рис. 2.13. Принципиальная схема ZD2

Увеличим диапазон входного напряжения до 12 В. Результаты расчетов представлены на рис. 2.14.

Рис. 2.14. Графики характеристик схемы ZD2 при проведении DC-анализа

Как видно из характеристик схемы, представленных на рис. 2.14, ток стабилитрона относительно независим от тока нагрузки. По сравнению со схемой ZD1 появляется возможность работы на относительно низкоомную нагрузку.

Еще одним видом схем, требующим изучения характеристик и подтверждения параметров с использованием DC-анализа, являются схемы детектирования подачи и снижения уровня питания. Схемы с использованием компараторов и стабилизаторов напряжения также могут требовать подтверждения работоспособности с использованием анализа DC Sweep.

Практическая работа со схемой ZD3

Рассмотрим работу простейшей схемы, обеспечивающей детектирование уровня входного напряжения, как представлено на рис. 2.15.

32

0

Рис. 2.15. Принципиальная схема ZD3

Результаты расчетов схемы ZD3 представлены на рис. 2.16.

Рис. 2.16. Графики характеристик схемы ZD3 при проведении DC-анализа

Как видно из характеристик схемы ZD3, представленных на рис. 2.16, в работе схемы прослеживается ярко выраженный пороговый характер зависимости выходного напряжения от нарастания входного. Перепад выходного напряжения можно использовать для управления работой различных блоков питания или стабилизаторов напряжения схем, а также как сигнал сброса или разрешения работы микропроцессорной техники (с определенными ограничениями в применении).

Задача 3

Для дальнейшего изучения параметров работы схемы ZD3 требуется провести расчеты и дополнительно получить следующие зависимости:

•токов стабилизации через резистор R1 в зависимости от вариации входных напряжений;

•порогового выходного напряжения от тока нагрузки при изменении RLoad: 100, 1K, 10K, 100K;

•токов стабилизации через резистор R1 в зависимости от вариации входных напряжений и при изменении RLoad как указано выше.

Практическая работа со схемой ZD4

Как видно из полученных характеристик схема ZD3 не лишена некоторых недостатков, связанных, например, с ростом выходного напряжения в области выше пороговых величин.

33

Рис. 2.18. Графики характеристик схемы ZD4 для 1-го варианта расчетов

Рис. 2.19. Графики характеристик схемы ZD4 для 2-го варианта расчетов

Как видно из рис. 2.18, 2.19 в первом случае перепад выходного напряжения наблюдается при V(AC)~5,5В..5,6В, тогда как во втором – при V(AC)~5,4В..5,5В. Второй график (рис.2.19) обработан и представлен в PROBE в режиме «по умолчанию», когда считается, что напряжение входного источника меняется «справа-налево», а отображается как представлено на графике.

В постпроцессоре PROBE для графика, выделенного указателем SEL>>, можно изменить направление вариации напряжений на противоположное, использовав команду: Plot>Axis

Settings..

По этой команде появляется окно редактирования параметров осей координат Axis Settings, как показано на рис. 2.20.

35